键盘和电子设备的制作方法

1.本文涉及但不限于一种键盘和电子设备。


背景技术：

2.键盘作为个人计算机中最为核心的人机交互工具，一直是计算机硬件技术发展的重要创新分支。在电竞行业中，键盘的手感和功能带给用户的体验代表了整套人机交互系统产品性能表现的核心竞争力。
3.当前，从手感上来说，机械键盘因其出色的触感体验正占据高端市场份额。但是从键盘自身的产品定义而言，键盘的按键所承载的功能在很长一段时间内并未发生较大变革。每一个独立的按键都作为一个开关，当用户按下时开关连通，于是对应的字符被输入到cpu中。


技术实现要素：

4.以下是对本文详细描述的主题的概述。
5.本技术实施例提供一种键盘和电子设备，扩展了键盘的按键的功能，提高了键盘的使用性能。
6.本技术实施例提供了一种键盘，包括多个按键和力度检测模块，所述力度检测模块包括安装板和至少一个传感器模组，所述安装板设置成能与按压后的所述按键相抵，至少一个所述传感器模组安装在所述安装板上。
7.一些示例性实施例中，所述传感器模组位于所述按键的下方；
8.或者，所述传感器模组位于相邻两个所述按键之间的间隔的下方；
9.或者，所述传感器模组位于呈矩形阵列排布的四个所述按键之间的间隔的下方。
10.一些示例性实施例中，多个所述按键包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键，所述第一按键、所述第二按键和所述第三按键沿第一方向排列，所述第四按键与所述第二按键沿第二方向排列，所述第一方向与所述第二方向不平行；
11.所述传感器模组设置有四个，其中：
12.四个所述传感器模组分别位于所述第一按键、所述第二按键、所述第三按键和所述第四按键的下方；或者，两个所述传感器模组分别位于所述第一按键和所述第二按键之间的间隔、以及所述第二按键和所述第三按键之间的间隔的下方，另外两个所述传感器模组分别位于所述第四按键的两侧的下方。
13.一些示例性实施例中，多个所述按键包括排成一排的一排按键，所述传感器模组设置有多个，所述传感器模组位于一排按键中的相邻两个所述按键之间的间隔的下方，且相邻两个所述传感器模组之间间隔至少两个所述按键。
14.一些示例性实施例中，所述传感器模组包括应变传感器或弹性波传感器。
15.一些示例性实施例中，所述传感器模组包括弹性波传感器，所述弹性波传感器安装在所述安装板的下表面。
16.一些示例性实施例中，所述键盘还包括抵接件，所述抵接件设置于所述安装板的上侧或者下侧，
17.所述传感器模组包括应变传感器，所述应变传感器设置于所述安装板和所述抵接件之间，并与所述抵接件相抵。
18.一些示例性实施例中，所述键盘还包括壳体、以及从上至下依次设置于所述壳体内的薄膜层、支撑板、电路板和绝缘片，所述薄膜层、所述电路板和所述绝缘片通过所述支撑板固定至所述壳体；
19.所述薄膜层、所述支撑板、所述电路板和所述绝缘片中的任意一个形成所述安装板，以安装所述弹性波传感器；或者，所述薄膜层、所述支撑板、所述电路板和所述绝缘片中的任意相邻两个形成所述安装板和所述抵接件，以设置所述应变传感器。
20.一些示例性实施例中，所述电路板形成安装所述弹性波传感器的所述安装板，且所述绝缘片上设有避让所述弹性波传感器的避让凹部；
21.或者，所述电路板形成安装所述应变传感器的所述安装板，所述支撑板或所述绝缘片形成所述抵接件。
22.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例所述的键盘。
23.本技术实施例提供的键盘，增设了力度检测模块，来检测按键上的按压力度信息。力度检测模块的安装板能够与按压后的按键相抵，以便按键上的按压力可传递至安装板，使安装板受力并发生变形，传感器模组可检测安装板上的力度信息，进而根据力度信息触发不同的响应，实现按键除开关以外的其他功能。
24.通过设置力度检测模块，实现了按键上的力度信息的检测，扩展了按键的功能，进而提高了键盘的使用性能。
25.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
26.图1为根据本技术实施例的键盘的分解示意图；
27.图2为根据本技术第一个实施例的键盘的传感器模组的布局示意图；
28.图3为根据本技术第二个实施例的键盘的传感器模组的布局示意图；
29.图4为根据本技术第三个实施例的键盘的传感器模组的布局示意图；
30.图5为根据本技术第四个实施的键盘的传感器模组的布局示意图；
31.图6为根据本技术第五个实施例的键盘的传感器模组的布局示意图。
32.附图标记：
33.1：按键；2：薄膜层；3：支撑板；4：传感器模组；5：电路板；6：麦拉片；7：壳体；s1-s4：传感器模组。
具体实施方式
34.下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
35.如图1-图6所示，本技术实施例提供了一种键盘，包括多个按键1和力度检测模块，力度检测模块可用于检测按键1上的按压力度信息(包括按压力的施力位置和/或按压力的
大小等)。
36.力度检测模块包括至少一个传感器模组4和安装板，至少一个传感器模组4安装在安装板上。安装板可以为其上设有电路的电路板5，此时传感器模组4可与电路板5电连接。当然，安装板也可以为不设置电路的普通安装板。
37.电路板5设置成能与按压后的按键1相抵(相抵的电路板5与按键1，二者可接触或不接触)。电路板5与未按压的按键1可相抵或不相抵。
38.电路板5与按压后的按键1相抵后，按键1上的按压力可传递至电路板5，使电路板5受力并发生变形，传感器模组4可检测电路板5上的力度信息，该力度信息可传递至处理芯片上，以便对力度信息进行处理，进而根据力度信息触发不同的响应，实现按键1除开关以外的其他功能。
39.通过设置力度检测模块，实现了按键1上的力度信息的检测，扩展了按键1的功能，进而提高了键盘的使用性能。
40.一些示例性实施例中，按键1受到按压力后可向下移动，传感器模组4设置成位于相邻两个按键1之间的间隔的下方。其中，传感器模组4可位于横向排列的两个相邻按键1之间。
41.如图2所示，传感器模组s1位于按键w与其左侧的按键之间的间隔的下方，传感器模组s2位于按键w与其右侧的按键之间的间隔的下方，传感器模组s3位于按键a与按键s之间的间隔的下方，传感器模组s4位于按键s与按键d之间的间隔的下方。
42.如图3所示，传感器模组s3位于按键
“→”
与按键
“←”
之间的间隔的下方，传感器模组s4位于按键
“→”
与按键
“→”
之间的间隔的下方。
43.应当理解，传感器模组4也可位于纵向排列的两个相邻按键1之间的间隔的下方。如：传感器模组可位于图3中纵向排列的按键
“↑”
与按键
“→”
之间的间隔的下方。
44.另一些示例性实施例中，传感器模组4位于按键1的下方。如：传感器模组4可位于按键1的正下方。
45.如图4所示，传感器模组s1-s4分别位于按键w、按键a、按键s与按键d的下方(如：正下方)。
46.还一些示例性实施例中，传感器模组4设置成位于呈矩形阵列排布的四个按键1之间的间隔的下方。四个按键1呈矩形阵列排布，传感器模组4的一部分位于相邻的两个按键1之间的间隔的下方，另一部分位于另外两个相邻的按键1之间的间隔的下方。
47.如图6所示，按键“1
”‑
按键“9”呈矩形阵列排布，传感器模组s1位于呈矩形阵列排布的按键“7”、按键“8”、按键“4”、按键“5”之间的间隔的下方，传感器模组s2位于呈矩形阵列排布的按键“8”、按键“9”、按键“5”、按键“6”之间的间隔的下方，传感器模组s3位于呈矩形阵列排布的按键“4”、按键“5”、按键“1”、按键“2”之间的间隔的下方，传感器模组s4位于呈矩形阵列排布的按键“5”、按键“6”、按键“2”、按键“3”之间的间隔的下方。
48.应当理解，传感器模组s1-s4可以如图6所示纵向设置，也可以横向设置。如：传感器模组s1纵向设置时，传感器模组s1的一部分位于按键“7”与按键“8”之间的间隔的下方，另一部分位于按键“4”与按键“5”之间的间隔的下方；传感器模组s1横向设置时，传感器模组s1的一部分位于按键“7”与按键“4”之间的间隔的下方，另一部分位于按键“8”与按键“5”之间的间隔的下方。
49.一些示例性实施例中，多个按键1包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键，第一按键、第二按键和第三按键沿第一方向排列，第四按键与第二按键沿第二方向排列，第一方向与第二方向不平行。
50.与第一按键、第二按键、第三按键和第四按键相对应，传感器模组4设置有四个，其中：四个传感器模组分别位于第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的下方；或者，两个传感器模组分别位于第一按键和第二按键之间的间隔、以及第二按键和第三按键之间的间隔的下方，另外两个传感器模组分别位于第四按键的两侧的下方。
51.如图2所示，按键a(第一按键)、按键s(第二按键)和按键d(第三按键)沿横向方向(第一方向)依次排列，按键w(第四按键)和按键s沿纵向方向(第二方向)排列。四个传感器模组s1-s4中，传感器模组s1和s2分别位于按键w的左右两侧的下方，传感器模组s3位于按键a与按键s之间的间隔的下方，传感器模组s4位于按键s与按键d之间的间隔的下方。或者，如图4所示，四个传感器模组s1-s4分别位于按键w、按键a、按键s与按键d的下方。
52.如图3所示，按键
“←”
(第一按键)、按键
“→”
(第二按键)和按键
“→”
(第三按键)沿横向方向(第一方向)依次排列，按键
“↑”
(第四按键)和按键
“→”
沿纵向方向(第二方向)排列，四个传感器模组s1-s4中，传感器模组s1和s2分别位于按键
“↑”
的左右两侧的下方，传感器模组s3位于按键
“→”
与按键
“←”
之间的间隔的下方，传感器模组s4位于按键
“→”
与按键
“→”
之间的间隔的下方。
53.一些示例性实施例中，多个按键1包括排成一排的一排按键，传感器模组4设置有多个，传感器模组4位于一排按键中相邻两个按键1之间的间隔的下方，且相邻两个传感器模组4之间间隔至少两个按键1。
54.如图5所示，一排按键包括按键a、按键s
……
，传感器模组s1-s5中的每一个位于该一排按键的相邻两个按键之间，且相邻两个传感器模组之间间隔有两个按键(如传感器模组s1与s2之间间隔有按键s和按键d)。
55.一些示例性实施例中，传感器模组4包括应变传感器(如压阻式应变传感器)或弹性波传感器(如压电式弹性波传感器)。
56.一个示例性实施例中，传感器模组4包括弹性波传感器，弹性波传感器安装在安装板5的下表面，并且设置成检测按键1上的按压力传递至电路板5时电路板5上产生的弹性波。
57.按键1上的按压力可传递至与其相抵的电路板5，使电路板5发生变形，产生弹性波，弹性波传感器可检测该弹性波，进而可根据弹性波传感器的检测信号获知按压力度信息。
58.另一个示例性实施例中，键盘还包括抵接件，抵接件设置于电路板5的下侧(即电路板5的远离按键1的一侧)或者上侧(即电路板5的靠近按键1的一侧)。传感器模组4包括应变传感器，应变传感器设置于电路板5和抵接件之间，并与抵接件相抵。应变传感器设置成检测按键1上的按压力传递至电路板5和抵接件上后，电路板5和抵接件之间的正压力。
59.应变传感器设置在抵接件和电路板5之间，按键1上的按压力传递至电路板5和抵接件时，电路板5和抵接件之间可产生正压力并挤压应变传感器，使应变传感器输出电信号，进而可根据该电信号获知按压力度信息。
60.一些示例性实施例中，如图1所示，键盘还包括壳体7和支撑板3，支撑板3固定在壳
体7内，电路板5和按键1分别设置于支撑板3的上下两侧。
61.支撑板3用于支撑按键1、电路板5、传感器模组4等，将支撑板3与壳体7固定，可实现按键1、电路板5和传感器模组4等的安装。
62.一些示例性实施例中，支撑板3与壳体7通过热熔固定。支撑板3与壳体7之一上设有热熔柱，另一上设有固定孔，热熔柱穿过固定孔后加热实现热熔固定。
63.一些示例性实施例中，如图1所示，壳体7上可设有多个安装孔，多个按键1可一一对应地穿过多个安装孔，使得按键1的上端凸出于壳体7，便于用户按压按键1。
64.一些示例性实施例中，如图1所示，键盘还包括薄膜层2和绝缘片，薄膜层2设置在按键1和支撑板3之间，绝缘片设置在电路板5的远离支撑板3的一侧。
65.其中，绝缘片可为具有挡光功能的挡光绝缘片，如挡光绝缘片可为麦拉片6；或者，键盘还包括挡光片，挡光片设置在绝缘片的远离电路板5的一侧。
66.如图1所示，键盘中，按键1、薄膜层2、支撑板3、电路板5和麦拉片6从上至下依次设置，薄膜层2、支撑板3、电路板5和麦拉片6可通过胶粘或其他固定。
67.按键(key)1作为键盘与用户接触的第一部件，其材质可以是塑料、金属、玻璃等，也可以直接使用当前普通的键盘材料，本技术不对此做任何限定。
68.薄膜层(membrane)2为实现按键1功能的辅助性部件。
69.支撑板(plate)3为键盘的各部件与壳体7固定的关键部件。为了实现力度检测功能，该部件需要保持一定的结构刚度。支撑板3可为金属材质或其他材质。
70.传感器模组(sensor module)4为实现力度检测功能的核心部件，可通过胶粘或smt的方式与电路板5装配。传感器模组4可以使用应变传感器，也可以使用弹性波传感器。传感器模组4的布局可以根据设计需要按一定规则进行排列，以便实现针对不同按键1的力度检测。
71.电路板5可为fpca(flexible printed circuit assembly)或pcba(printed circuit board assembly)，是力度检测方案的硬件实现部分。传感器模组4通过胶粘或smt的方式安装到fpca或pcba上，走线引入到力度处理芯片中。电路板5为实现力度检测功能的第二核心部件，需要与传感器模组4一并设计。
72.麦拉片(mylar)6起到绝缘和挡光的作用。
73.壳体7可为c壳(c-cover)，此时键盘可以安装在笔记本电脑中。当然，键盘也可以为独立的键盘，或者键盘也可以安装在其余带有键盘功能的触控面板产品中。
74.一些示例性实施例中，传感器模组4为弹性波传感器，其可安装在电路板5的下表面(即远离按键1的一侧的表面)。相应的，在麦拉片6上做相应的避让设计，如设置避让凹部，以避让弹性波传感器。
75.弹性波传感器可以设置于电路板5和麦拉片6之间，通过smt或胶粘等方式固定在电路板5的下表面；也可以设置于支撑板3和电路板5之间，通过胶粘固定在支撑板3的下表面；或者也可以设置于薄膜层2和支撑板3之间，通过胶粘固定在薄膜层2的下表面。因此，薄膜层2、支撑板3、电路板5和麦拉片6中的任意一个可形成安装板，以安装弹性波传感器，且弹性波传感器安装在安装板的下表面。
76.一些示例性实施例中，传感器模组4为应变传感器，应变传感器可以设置在电路板5和麦拉片6之间，并通过胶粘或smt固定在电路板5的下表面，或通过胶粘固定在麦拉片6的
上表面；或者，也可以设置在支撑板3和电路板5之间，并通过胶粘固定在支撑板3的下表面，或通过胶粘或smt固定在电路板5的上表面；或者，也可以设置在薄膜层2和支撑板3之间，并通过胶粘固定在薄膜层2的下表面或支撑板3的上表面。
77.因此，薄膜层2、支撑板3、电路板5和麦拉片6中的任意相邻两个可形成安装板和抵接件，以将应变传感器设置在安装板和抵接件之间。
78.本技术实施例提供的传感器模组，可以结合键盘反馈的键值信息，标定每个按键的力度值；也可以通过不同按键在每个传感器模组上传递的力度信号的大小，计算出用户按压的键值。
79.以图2所示的传感器模组的布局、且传感器模组s1-s4均为弹性波传感器为例进行说明。
80.当按压按键w时，传感器模组s1/s2检测的力度信号较大，传感器模组s3/s4检测的力度信号较小；当按压按键a时，传感器模组s3检测的力度信号较大，传感器模组s1/s4检测的力度信号较小，传感器模组s2检测的力度信号最小；当按压按键s时，传感器模组s3/s4检测的力度信号较大，传感器模组s1/s2检测的力度信号较小；当按压按键d时，传感器模组s4检测的力度信号较大，传感器模组s2/s3检测的力度信号较小，传感器模组s1检测的力度信号最小。按照以上对应关系，通过训练可以直接根据传感器模组检测的力度信号计算出键值。
81.以图6所示的传感器模组的布局、且传感器模组s1-s4均为弹性波传感器为例进行说明。
82.当按压按键“1”时，传感器模组s3检测的力度信号较大，传感器模组s1/s4检测的力度信号较小，传感器模组s2检测的力度信号最小；当按压按键“2”时，传感器模组s3/s4检测的力度信号较大，传感器模组s1/s2检测的力度信号较小；当按压按键“3”时，传感器模组s4检测的力度信号较大，传感器模组s2/s3检测的力度信号较小，传感器模组s1检测的力度信号最小；当按压按键“4”时，传感器模组s1/s3检测的力度信号较大，传感器模组s2/s4检测的力度信号较小；当按压按键“5”时，传感器模组s1/s2/s3/s4检测的力度信号均较大；当按压按键“6”时，传感器模组s2/s4检测的力度信号较大，传感器模组s1/s3检测的力度信号较小；当按压按键“7”时，传感器模组s1检测的力度信号较大，传感器模组s2/s3检测的力度信号较小，传感器模组s4检测的力度信号最小；当按压按键“8”时，传感器模组s1/s2检测的力度信号较大，传感器模组s3/s4检测的力度信号较小；当按压按键“9”时，传感器模组s2检测的力度信号较大，传感器模组s1/s4检测的力度信号较小，传感器模组s3检测的力度信号最小。
83.本技术实施例的传感器模组，可以根据设计需要组合成不同的形式，根据低频定位算法实现初步的位置识别，从而实现不同按键的自动识别。
84.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例所述的键盘。该电子设备可以为笔记本电脑、台式电脑或其他带有键盘功能的触控面板产品。
85.综上所述，本技术实施例提供了一种新型的键盘，其按键不仅可以作为一枚独立的触发式单级开关，还可以检测按键的按压力度，并根据按压力度触发不同的响应，极大扩展了键盘的使用性。
86.在本技术的描述中，术语“多个”指两个或更多个。
87.虽然本技术所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本技术而采用的实施方式，并非用以限定本技术。任何本技术所属领域内的技术人员，在不脱离本技术所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本技术的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。